Le chauffage représente environ 37% de la consommation énergétique d’un foyer en France, selon l’ADEME, générant une part significative d’émissions de gaz à effet de serre. Face à ce défi environnemental et économique, l’aérothermie air/eau se présente comme une option avantageuse pour un chauffage plus durable et économique. Ce système innovant capte la thermie présente dans l’air extérieur, même par basses températures, pour chauffer un circuit d’eau qui alimente ensuite votre système de chauffage central.
Vous découvrirez également les alternatives et complémentarités possibles avec d’autres modes de chauffage, afin de vous aider à prendre une décision éclairée pour votre projet de rénovation énergétique ou de construction neuve.
Les composants clés d’un système aérothermique air/eau
Pour bien appréhender le fonctionnement de l’aérothermie air/eau, il est essentiel de connaître les différents composants qui constituent le dispositif. On distingue principalement deux unités : une unité extérieure, dédiée à la captation de la thermie de l’air, et une unité intérieure, qui répartit cette chaleur au circuit d’eau de votre habitation. Le circuit d’eau, quant à lui, transporte la thermie vers les émetteurs installés dans les différentes pièces. Voyons plus en détails ces éléments.
L’unité extérieure (évaporateur) : le cœur du dispositif
L’unité extérieure est le point de départ du processus de chauffe. Elle est constituée d’un ventilateur et d’un évaporateur. Le ventilateur aspire l’air extérieur et le force à passer sur l’évaporateur. Ce dernier contient un fluide frigorigène à basse température. Ce fluide a la particularité de s’évaporer, même à basse température, en absorbant la thermie de l’air. C’est le principe de la thermodynamique appliqué à la captation de la thermie. Imaginez le même processus que dans votre réfrigérateur, mais inversé : au lieu de refroidir l’intérieur, on extrait la chaleur de l’extérieur.
- Ventilateur : Il aspire l’air extérieur et le dirige vers l’évaporateur, augmentant ainsi l’efficacité de l’échange thermique.
- Évaporateur : C’est un échangeur thermique qui permet au fluide frigorigène de s’évaporer en absorbant la thermie de l’air extérieur. Le fluide frigorigène, en s’évaporant, se transforme en gaz à basse pression et basse température.
L’unité intérieure (condenseur) : la répartition de la thermie
Une fois le fluide frigorigène transformé en gaz, il est aspiré par le compresseur situé dans l’unité intérieure. Le compresseur accroît la pression du gaz, ce qui a pour effet d’accroître sa température. Ce gaz chaud est ensuite envoyé dans le condenseur, où il va céder sa thermie à l’eau du circuit de chauffe. En cédant sa thermie, le fluide frigorigène se condense et redevient liquide. Un compresseur plus performant permet d’atteindre une température plus élevée avec moins d’énergie consommée, améliorant ainsi le COP (Coefficient de Performance) de la pompe à chaleur et réduisant votre facture d’électricité.
- Compresseur : Augmente la pression et la température du fluide frigorigène gazeux.
- Condenseur : Transfère la thermie du fluide frigorigène au circuit d’eau de chauffe.
- Détendeur : Abaisse la pression du fluide frigorigène liquide avant qu’il ne retourne à l’évaporateur, préparant le cycle suivant.
Le circuit d’eau : le vecteur de la thermie
L’eau chaude produite dans le condenseur est ensuite distribuée dans votre habitation via un circuit de tuyauterie. Il est impératif que cette tuyauterie soit correctement isolée pour minimiser les déperditions de thermie et optimiser l’efficacité du dispositif. L’eau chaude alimente ensuite les émetteurs de thermie installés dans les différentes pièces, tels que les radiateurs, le plancher chauffant ou les ventilo-convecteurs. Un ballon tampon peut également être intégré au circuit pour stocker l’eau chaude et stabiliser la température, améliorant ainsi le confort et prolongeant la durée de vie du compresseur en réduisant les cycles de démarrage et d’arrêt.
- Tuyauterie : Distribue l’eau chaude vers les émetteurs de thermie.
- Émetteurs de thermie : Diffusent la thermie dans les différentes pièces de la maison.
- Ballon tampon : Stocke l’eau chaude et stabilise la température.
Le cycle thermodynamique : le processus de captation et de diffusion de la thermie
Le fonctionnement de l’aérothermie air/eau repose sur un cycle thermodynamique en quatre phases : évaporation, compression, condensation et détente. Ce cycle permet de capter la thermie de l’air extérieur, d’accroître sa température et de la transférer à l’eau du circuit de chauffe. Appréhender ce cycle est essentiel pour comprendre l’efficacité et les limites de ce mode de chauffage.
Les quatre phases du cycle thermodynamique
Chaque phase de ce cycle est capitale pour assurer le transfert efficace de la thermie. Le fluide frigorigène joue un rôle essentiel, en changeant d’état (liquide à gaz et inversement) en fonction de la pression et de la température.
- Évaporation : Le fluide frigorigène absorbe la thermie de l’air extérieur et s’évapore.
- Compression : Le compresseur augmente la pression et la température du fluide frigorigène gazeux.
- Condensation : Le fluide frigorigène cède sa thermie au circuit d’eau et se condense.
- Détente : Le fluide frigorigène liquide est détendu pour abaisser sa pression et sa température avant de retourner à l’évaporateur.
Performance et COP (coefficient de performance)
Le COP est un indicateur clé de la performance d’une pompe à chaleur air eau. Il représente le rapport entre la quantité de thermie produite et la quantité d’électricité consommée. Un COP élevé signifie que la pompe à chaleur est plus efficace et consomme moins d’énergie. Le COP est influencé par plusieurs facteurs, tels que la température extérieure, la température de l’eau de chauffe et la qualité de la pose. Le SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) est un indicateur plus précis qui prend en compte les variations de température au cours de l’année, offrant ainsi une évaluation plus réaliste de la performance de la pompe à chaleur. Par exemple, une pompe à chaleur avec un SCOP de 4 signifie qu’elle produit 4 kWh de thermie pour 1 kWh d’électricité consommée en moyenne sur une année. Il faut également noter que le COP est mesuré dans des conditions optimales, tandis que le SCOP reflète une performance plus réaliste sur une saison complète.
Tableau 1: COP et SCOP : Exemple de performance
| Indicateur | Définition | Exemple Valeur | Source |
|---|---|---|---|
| COP (Coefficient de Performance) | Rapport entre l’énergie thermique fournie et l’énergie électrique consommée à un instant donné | Entre 3 et 5 (selon les conditions) | Constructeurs de PAC |
| SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) | Coefficient de performance saisonnier, mesuré sur une année | Entre 3.5 et 4.5 | Constructeurs de PAC |
Impact de la température extérieure
La performance d’une pompe à chaleur aérothermique air eau est directement influencée par la température extérieure. Lorsque les températures sont très basses, la capacité de la pompe à chaleur à capter la thermie de l’air diminue, ce qui entraîne une baisse de son COP et une augmentation de sa consommation électrique. Dans les régions où les hivers sont rigoureux, il est souvent nécessaire d’installer un dispositif d’appoint, tel qu’une résistance électrique, pour compenser cette baisse de performance et maintenir une température confortable dans le logement. Il faut noter qu’un dispositif d’appoint peut accroître considérablement la consommation électrique. Cependant, il existe des modèles de pompes à chaleur conçus pour fonctionner efficacement même par des températures très basses, jusqu’à -20°C, grâce à des technologies innovantes.
Atouts et défauts de l’aérothermie air/eau
Comme toute option de chauffage, l’aérothermie air/eau présente des atouts et des défauts qu’il est important de prendre en compte avant de prendre une décision. Parmi les atouts, on peut citer les économies d’énergie, le caractère écologique, la polyvalence et la simplicité de pose. Néanmoins, il faut également considérer les défauts, tels que le bruit, la dépendance de la température extérieure, l’investissement initial et l’esthétique. Une analyse honnête de ces aspects vous permettra de déterminer si cette solution est adaptée à vos besoins et à votre budget.
Atouts
L’aérothermie air/eau présente de nombreux avantages qui en font une option de chauffe attractive pour de nombreux foyers. Les économies d’énergie sont substantielles, contribuant à réduire les factures de chauffe et l’impact environnemental. De plus, la polyvalence du dispositif permet de couvrir à la fois les besoins en chauffe et en eau chaude sanitaire.
- Économies d’énergie : Jusqu’à 60% d’économies en comparaison à un système de chauffe électrique classique (source : ADEME).
- Écologique : Réduction des émissions de CO2 grâce à l’usage d’une énergie renouvelable.
- Polyvalence : Chauffe et production d’eau chaude sanitaire avec un seul dispositif.
- Simplicité de pose : Moins complexe à installer que la géothermie.
- Éligibilité aux aides financières : MaPrimeRénov’, Certificats d’Économies d’Énergie (CEE), etc.
Défauts
Malgré ses nombreux atouts, l’aérothermie air/eau présente également quelques défauts qu’il convient de considérer. Le niveau sonore émis par l’unité extérieure peut être une source de gêne, et la performance du dispositif diminue lorsque les températures sont très basses. L’investissement initial peut également être conséquent, et l’esthétique de l’unité extérieure peut être perçue comme un désavantage par certains.
- Bruit : Niveau sonore de l’unité extérieure (environ 50-60 dB à 3 mètres). Des solutions existent comme une isolation phonique ou l’installation d’écrans anti-bruit.
- Dépendance de la température extérieure : Baisse de performance en dessous de 7°C. Un système d’appoint peut être nécessaire dans les régions froides.
- Investissement initial : Coût d’acquisition et de pose (entre 8 000 et 15 000 euros pour une maison de 100m²).
- Esthétique : Impact visuel de l’unité extérieure. Des modèles plus discrets et design sont disponibles.
Pose et maintenance d’un système aérothermique air/eau
Une pose correcte et une maintenance régulière sont essentiels pour garantir la performance et la durabilité d’un dispositif aérothermique air/eau. Le choix de l’emplacement de l’unité extérieure, le dimensionnement du dispositif et la pose par un professionnel certifié RGE sont des étapes cruciales. La maintenance régulière permet de maintenir le dispositif en bon état de marche et d’éviter les pannes.
Pose
La pose d’une pompe à chaleur aérothermique air eau requiert une expertise technique pour garantir son bon fonctionnement. Un dimensionnement adéquat, réalisé par un professionnel, est primordial. L’emplacement de l’unité extérieure doit être choisi avec soin, en tenant compte de l’exposition, du bruit et de l’accessibilité pour la maintenance. De plus, il est important de choisir un modèle adapté à vos besoins et à la configuration de votre logement : pompe à chaleur basse température, haute température, split ou monobloc.
- Choix de l’emplacement : Exposition, niveau sonore, accessibilité pour la maintenance.
- Dimensionnement : Adapté aux besoins de chauffe du logement. Un professionnel RGE pourra vous aider à déterminer la puissance idéale.
- Pose par un professionnel certifié RGE : Obligatoire pour les aides financières et gage de qualité.
Maintenance
Une maintenance régulière est essentielle pour maintenir la performance et prolonger la durée de vie d’une pompe à chaleur aérothermique air eau. Cela comprend le nettoyage de l’unité extérieure, le contrôle du fluide frigorigène et la vérification du circuit d’eau. Un entretien annuel par un professionnel est recommandé pour vérifier le bon fonctionnement du dispositif et optimiser ses réglages.
- Nettoyage régulier de l’unité extérieure : Dépoussiérage des ailettes de l’évaporateur.
- Contrôle du fluide frigorigène : Obligation légale et importance pour la sécurité.
- Vérification du circuit d’eau : Pression, absence de fuites.
- Entretien annuel par un professionnel : Vérification complète du dispositif.
Tableau 2: Coûts approximatifs liés à l’aérothermie air/eau.
| Type de coût | Fourchette de prix (€) | Remarques |
|---|---|---|
| Pose complète | 8,000 – 15,000 | Inclut l’unité extérieure, l’unité intérieure et la pose pour une maison de 100m². |
| Maintenance annuelle | 150 – 300 | Vérification du fluide frigorigène, nettoyage, etc. |
Alternatives et complémentarités : en comparaison à d’autres modes de chauffe
L’aérothermie air eau n’est pas le seul mode de chauffe disponible sur le marché. Il existe d’autres alternatives, telles que les chaudières gaz/fioul, les radiateurs électriques, la géothermie et l’aérothermie air air. Il est important de confronter ces différentes options en termes de coût, de performance, d’impact environnemental et de confort. L’aérothermie air eau peut également être couplée avec d’autres énergies renouvelables, telles que les panneaux solaires photovoltaïques, pour alimenter la pompe à chaleur et réduire encore davantage la consommation d’électricité. Cette combinaison permet d’optimiser l’autoconsommation et de réduire votre dépendance au réseau électrique.
Les principaux types de PAC air/eau sont :
- Basse température: Idéale pour les planchers chauffants et les radiateurs basse température.
- Haute température: Adaptée aux radiateurs existants nécessitant une température d’eau plus élevée.
- Split: Composée de deux unités séparées (extérieure et intérieure).
- Monobloc: Une seule unité installée à l’extérieur.
L’aérothermie, un pas vers la transition énergétique
Pour conclure, l’aérothermie air eau est une option de chauffe performante, économique et écologique, qui présente de nombreux atouts pour les particuliers et les entreprises. Malgré quelques défauts, tels que le niveau sonore et la dépendance de la température extérieure, cette technologie offre un potentiel important pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et contribuer à la transition énergétique. Selon l’ADEME, le déploiement massif des pompes à chaleur aérothermiques pourrait permettre de réduire de 40% les émissions de CO2 liées au chauffe des bâtiments d’ici 2030.
Si vous êtes intéressé par la pose d’un dispositif aérothermique air eau, n’hésitez pas à contacter un professionnel certifié RGE pour réaliser un bilan thermique de votre logement et évaluer le potentiel de cette solution chez vous. En investissant dans une solution de chauffe durable, vous contribuez à préserver l’environnement tout en réalisant des économies sur vos factures d’énergie. De plus, de nombreux dispositifs d’aides financières existent, tels que MaPrimeRénov’ et les CEE (Certificats d’Économies d’Énergie). Renseignez-vous auprès de l’ANAH (Agence Nationale de l’Habitat) pour connaître les conditions d’éligibilité et les montants disponibles. N’attendez plus, contactez un professionnel pour un devis gratuit !